畢業(yè)論文-基于spce061a的模擬交通燈硬件驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于SPCE061A的模擬交通燈硬件驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　完成日期： </p><p>　　指導(dǎo)教師簽字： </p><p>　　答辯小組成員簽字： </p><p>　　基于SPCE061A的模擬交通燈硬件驅(qū)動模塊設(shè)計(jì)<

2、;/p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來，城市化進(jìn)程和社會經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展。在此影響下，城市交通需求與機(jī)動車輛迅速增加，交通堵塞情況日益嚴(yán)重，大氣和噪音污染呈上升趨勢，惡性交通事故頻發(fā)。交通問題成為困擾許多大城市發(fā)展的通病，交通擁堵成為制約城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的“瓶頸”。建設(shè)方便、安全、高效率、低公害、有利于生態(tài)和環(huán)境保護(hù)、以公共交通為主體的多

3、元化城市交通系統(tǒng)成為交通建設(shè)的新目標(biāo)。通過改善交叉口交通信號燈控制從而緩解交通擁堵問題已迫在眉睫。</p><p>　　本方案利用SPCE061A為主控制器，配合交通燈模組V3.0設(shè)計(jì)的交通燈控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候控制點(diǎn)亮綠色、黃色或者紅色的LED燈，示意行人或者車輛可以通行或者不可以通行；另外通過數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)，示意車輛或者行人不可以通行時(shí)需要等待的時(shí)間或者通行時(shí)還有多少的剩余時(shí)間。</p>

4、<p>　　關(guān)鍵詞：交通信號燈；SPCE061A；交通燈模組</p><p>　　Hardware Drivers Based on Traffic Lights SPCE061A Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In recent years, urbanization has

5、 been rapid social and economic development. In this under the influence of urban transport demand and the rapid increase of motor vehicles, traffic congestion is becoming more serious, air and noise pollution is rising,

6、 vicious frequent traffic accidents. Traffic problems as the development of a common problem that plagues many large cities, traffic congestion as a constraint to urban economic and social development of the "bottle

7、neck. " Construction of convenie</p><p>　　Use SPCE061A as the primary controller for this programme, Module V3.0 meet traffic lights traffic lights control system design. Control point at the proper tim

8、e of the system of bright green, yellow, or red LED lamp, signal traffic or pedestrians or vehicles can not negotiable; Through the digital countdown, signaling when a vehicle or pedestrian is not negotiable need to wait

9、 for the rest of time, or how much traffic there.</p><p>　　Key words:Traffic light;SPCE061A;Traffic light module;</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b>&l

10、t;/p><p><b>　　1.1研究背景1</b></p><p>　　1.2 路口交通簡介2</p><p>　　1.3交通燈的分類3</p><p>　　1.4交通燈的設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案4</p><p>　　2.1 硬件框圖

11、4</p><p>　　2.2 電路連接圖5</p><p>　　2.3 功能框圖6</p><p><b>　　3 芯片簡介7</b></p><p>　　3.1單片機(jī)概述7</p><p>　　3.2 SPCE061A單片機(jī)7</p><p>　　3.2.1

12、 SPCE061A簡介7</p><p>　　3.2.2 SPCE061A的特性8</p><p>　　3.3 SPCE061A精簡開發(fā)板簡介9</p><p>　　3.3.1 SPCE061板的功能簡介9</p><p>　　3.4交通燈模組V3.0系統(tǒng)概述11</p><p>　　3.4.1注意事項(xiàng)11

13、</p><p>　　4 系統(tǒng)硬件驅(qū)動模塊12</p><p>　　4.1 SPCE061A最小系統(tǒng)12</p><p>　　4.2 電源模塊12</p><p>　　4.3 LED板13</p><p>　　4.4 LED驅(qū)動電路14</p><p>　　4.5硬件連接步驟及流程1

14、5</p><p>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1主程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1.1主程序流程圖22</p><p>　　5.1.2主程序說明23</p><p>　　6 調(diào)試故障分析26</p><p><b>　　7全文總結(jié)27<

15、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1研究背景</b></p><p>　　

16、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通問題越來越引起人們的關(guān)注。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 </p><p>　　交通是城市經(jīng)濟(jì)活動的命脈，對城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高都起著十分重要的作用。智能交通系統(tǒng)作為21世紀(jì)交通運(yùn)輸體系的發(fā)展方向，受到

17、了世界各國的廣泛重視，它是解決現(xiàn)代交通擁擠、有效提高道路利用率的根本出路。因此設(shè)計(jì)新型的交通燈控制系統(tǒng), 對緩解交通阻塞, 提高暢通率具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次技術(shù)革命。目前，單片機(jī)仍以其高可靠性、高性價(jià)比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能畫儀器儀表、智能家電等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。作為將要從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面的技術(shù)人員，掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)

18、是必要的。 在單片機(jī)的應(yīng)用過程中，單片機(jī)只是應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)核心部件，為把單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，只掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想構(gòu)成一個(gè)完善的應(yīng)用系統(tǒng)，還要熟悉執(zhí)行機(jī)構(gòu)及硬件接口電路的應(yīng)用特性，同時(shí)，還應(yīng)該掌握系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、印刷電路板的結(jié)構(gòu)布局及軟件的設(shè)計(jì)技巧這些書本上學(xué)不到的知識，因此為設(shè)計(jì)出完善的應(yīng)用系統(tǒng)，必須在實(shí)際工作中勤于實(shí)踐，逐步積累這方面的經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　本方案要求利

19、用凌陽科技公司的凌陽16位單片機(jī)SPCE061A作為主控芯片和交通燈模組V3.0包括一塊驅(qū)動電路板（交通燈模組V3.0_驅(qū)動板）和四塊LED板（交通燈模組V3.0_LED板）。充分利用SPCE061A精簡開發(fā)板（簡稱61板）上面的三個(gè)按鍵，完成一個(gè)簡易交通燈系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 路口交通簡介 </p><p>　　十字路口交通情況如下圖所示:</p><p

20、>　　圖1-1路口交通示意圖</p><p>　?。ㄗⅲ篟表示車輛右拐 L：表示車輛左拐 S:表示車輛直行 P:表示人行 數(shù)字1、2、3、4表示路口1、2、3、4）</p><p>　　上圖中，常規(guī)交通燈的綠燈亮狀態(tài)（通行）順序?yàn)?</p><p>　　圖1-2 通行示意圖</p><p>　　其中，“1-2”表示1P和2P可以通過路口

21、2通行；“2-3”表示2P和3P可以通過路口3通行；“3-4”表示3P和4P可以通過路口4通行；“4-1”表示4P和1P可以通過路口1通行。</p><p>　　1.3交通燈的分類 </p><p>　　交通燈包括交通信號燈、交通工具信號燈和交通工具照明燈三類：</p><p>　?、俳煌ㄐ盘枱簦核菫楣芾斫煌üぞ吆托腥说膭酉颍瑐鬟_(dá)一種命令而設(shè)置的一類固定不動的燈具

22、。交通信號包括用光的顏色、閃爍和排列組合成的燈光信號和能顯示發(fā)光文字、符號的燈光標(biāo)志兩種。后者只用于陸上道路交通中，起指示限速、導(dǎo)向和表示道路情況等的作用。交通信號燈可按交通的種類分為：用于陸上交通的鐵路信號燈、道路交通信號燈，用于水上交通的航標(biāo)燈（大型的稱燈塔）和用于空中交通的機(jī)場燈、障礙燈等。 </p><p>　?、诮煌üぞ咝盘枱簦核前惭b在交通工具上以顯示其存在和運(yùn)動狀態(tài)的一類燈具。包括飛機(jī)燈、船燈、火車

23、燈和汽車燈。 </p><p>　?、劢煌üぞ哒彰鳠簦核前惭b在交通工具內(nèi)部或外部起照明作用的燈具。其中照明前方或搜索目標(biāo)的一類燈具稱強(qiáng)光照明燈，它們有規(guī)定的光分布，如火車和汽車上的前照燈、船用探照燈、蘇伊士運(yùn)河燈和飛機(jī)的著陸滑行燈等。 </p><p>　　不同類型的交通燈的外形、結(jié)構(gòu)、光源、光分布和供電方式等有所不同，但光色和外殼防護(hù)性能基本相同。</p><p&g

24、t;　　1.4交通燈的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　本方案的交通燈就是一個(gè)簡易的交通指示燈控制系統(tǒng)， 由一套SPCE061A精簡開發(fā)板（簡稱61板）和一套交通燈模組構(gòu)成，功能有： </p><p>　　系統(tǒng)有兩個(gè)狀態(tài)，設(shè)置狀態(tài)和顯示狀態(tài)，利用61板的鍵盤的KEY1鍵盤可以進(jìn)行兩個(gè)狀態(tài)間的切換； </p><p>　　開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)為顯示狀態(tài)，四個(gè)路口數(shù)碼管從默認(rèn)的倒計(jì)

25、時(shí)時(shí)間（本系統(tǒng)四個(gè)路口分別為24、24、49、74）開始倒計(jì)時(shí)； </p><p>　　設(shè)置狀態(tài)時(shí)利用61板的KEY1～KEY3鍵盤可以設(shè)置各路口直行通行倒計(jì)時(shí)時(shí)間，設(shè)置的路口數(shù)碼管閃爍顯示，各路口的通行時(shí)間可以不相等，其中KEY2為加1鍵，KEY3為減1鍵，KEY1為確定鍵； </p><p>　　顯示狀態(tài)時(shí)，交通燈模組的四個(gè)LED板的數(shù)碼管進(jìn)行倒計(jì)時(shí)；LED板各組的紅綠燈交通指示；如果

26、一個(gè)LED板上有三個(gè)綠燈亮，這時(shí)候數(shù)碼管顯示的是通行時(shí)間，否則，數(shù)碼管顯示的是等待時(shí)間；顯示過程中按KEY1鍵可以重新進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)</p><p><b>　　2 系統(tǒng)總體方案</b></p><p><b>　　2.1 硬件框圖</b></p><p>　　本系統(tǒng)由一套61板和一套交通燈模組構(gòu)成，如圖 2－1，SPCE

27、061A通過I/O口控制交通燈模組中各LED板的數(shù)碼管和發(fā)光二極管的顯示；通過61板上的三個(gè)鍵盤KEY1～KEY3可以設(shè)置各LED板指示的路口通行倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 </p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　2.2 電路連接圖</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件連接如圖 2－2，把四個(gè)LED板連接到驅(qū)動板上，利用三根

28、10pin排線分別連接交通燈模組和61板的J5與J9、J6與J6、J7與J7；連接61板電源，注意要把61板的J5接口選擇為5V。</p><p>　　圖2-2 硬件連線圖</p><p><b>　　2.3 功能框圖</b></p><p><b>　　圖2-3 功能框圖</b></p><p>

29、;<b>　　3 芯片簡介</b></p><p><b>　　3.1單片機(jī)概述</b></p><p>　　隨著嵌入式系統(tǒng)、片上系統(tǒng)等概念的提出、普遍接受及應(yīng)用，單片機(jī)的發(fā)展又進(jìn)入了一個(gè)新的階段，單片機(jī)的體積更小、功能更全、可靠性更高。由于其明顯的優(yōu)勢，單片機(jī)在智能儀表、家用電器、智能玩具、通信系統(tǒng)、機(jī)械加工等各個(gè)領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。可以這

30、樣認(rèn)為，單片機(jī)技術(shù)已成為現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分重要的技術(shù)之一，是電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域工程技術(shù)人員必備的知識和技能，他能夠使你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更具智能化和先進(jìn)性。</p><p>　　3.2 SPCE061A單片機(jī) </p><p>　　3.2.1 SPCE061A簡介</p><p>　　SPCE061A是凌陽科技研發(fā)生產(chǎn)的性價(jià)比很高的一款十六位單片機(jī)，具有易學(xué)易用且效率較

31、高的一套指令系統(tǒng)和集成開發(fā)環(huán)境。在此環(huán)境中，支持標(biāo)準(zhǔn)C語言，可以實(shí)現(xiàn)C語言與匯編語言的互相調(diào)用.</p><p>　　SPCE061A片內(nèi)還集成了一個(gè)ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真變得非常方便，而ICE接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境（unSP IDE），用戶可以進(jìn)行在線調(diào)試、仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口完成。 </p><p>

32、　　圖3-1 SPCE061A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.2.2 SPCE061A的特性</p><p>　　◆16位μ’nSP微處理器； </p><p>　　◆工作電壓：內(nèi)核工作電壓VDD為3.0～3.6V(CPU)，IO口工作電壓VDDH為VDD～5.5V(I/O)； </p><p>　　◆CPU時(shí)鐘：0.32MHz～49.1

33、52MHz； </p><p>　　◆內(nèi)置2K字SRAM； </p><p>　　◆內(nèi)置32K字FLASH； </p><p>　　◆可編程音頻處理； </p><p><b>　　◆晶體振蕩器； </b></p><p>　　◆系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電小于2μA@3.6V；

34、</p><p>　　◆2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(可自動預(yù)置初始計(jì)數(shù)值)； </p><p>　　◆2個(gè)10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換)輸出通道； </p><p>　　◆32位通用可編程輸入/輸出端口； </p><p>　　◆14個(gè)中斷源可來自定時(shí)器A / B，時(shí)基，2個(gè)外部時(shí)鐘源輸入，鍵喚醒； </p><p>

35、　　◆具備觸鍵喚醒的功能； </p><p>　　◆使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)； </p><p>　　◆鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘信號； </p><p>　　◆32768Hz實(shí)時(shí)時(shí)鐘； </p><p>　　◆7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器； &l

36、t;/p><p>　　◆聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能； </p><p>　　◆具備串行設(shè)備接口； </p><p>　　◆低電壓復(fù)位(LVR)功和低電壓監(jiān)測(LVD)功能； </p><p>　　◆內(nèi)置在線仿真板(ICE，In- Circuit Emulator)接口。</p><p&

37、gt;　　使用SPCE061A單片機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅可以學(xué)到單片機(jī)的一些基礎(chǔ)知識，并且學(xué)習(xí)成本低廉，還可進(jìn)一步了解單片機(jī)的發(fā)展方向和接觸到當(dāng)前一些先進(jìn)的技術(shù)。</p><p>　　3.3 SPCE061A精簡開發(fā)板簡介</p><p>　　3.3.1 SPCE061板的功能簡介</p><p>　　SPCE061A精簡開發(fā)板（簡稱61板），是以凌陽16位單片機(jī)SPCE

38、xx1A為核心的精簡開發(fā)－仿真－實(shí)驗(yàn)板，大小相當(dāng)于一張撲克牌，是“凌陽科技大學(xué)計(jì)劃”專為大學(xué)生、電子愛好者等進(jìn)行電子實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子制作及電子競賽所設(shè)計(jì)的，也可作為單片機(jī)項(xiàng)目初期研發(fā)使用。61板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外，還包括有電源電路、音頻電路（含Mic輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，采用電池供電，方便學(xué)生隨身攜帶！使學(xué)生在掌握軟件的同時(shí)，熟悉單片機(jī)硬件的設(shè)計(jì)制作，鍛煉學(xué)生的動手能力，也為單片機(jī)學(xué)習(xí)者和開

39、發(fā)者創(chuàng)造了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)條件和開發(fā)新產(chǎn)品的機(jī)會！ 61板上有調(diào)試器接口（Probe接口）以及下載線（EZ_Probe）接口，分別可接凌陽科技的在線調(diào)試器、簡易下載線，配合unSP IDE，可方便地在板上實(shí)現(xiàn)程序的下載、在線仿真調(diào)試。 </p><p>　　61板上的主要功能模塊如下： </p><p>　　1．SPCE061A單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍電路模塊； </p><p

40、>　　2．電源輸入模塊； </p><p>　　3．音頻電路（包含Mic輸入、DAC音頻功放輸出）模塊； </p><p><b>　　4．按鍵模塊； </b></p><p>　　5．I/O端口接口模塊； </p><p>　　6．調(diào)試、下載接口模塊； </p><p>　　下面將61板各

41、區(qū)的功能進(jìn)行一下簡要的介紹，以便在后面的編程調(diào)試時(shí)知道是要操作硬件的哪一部分。</p><p>　　電源區(qū)：為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，通常采用系統(tǒng)配套的電池盒進(jìn)行供電，只要放入3節(jié)5號電池就可以滿足供電需求了。</p><p>　　下載區(qū)：程序就是通過這邊的接口下載到SPCExx1A單片機(jī)的，當(dāng)然，在進(jìn)行在線調(diào)試時(shí)也能上傳一些硬件信息到開發(fā)環(huán)境中。</p><p>　　音

42、頻區(qū)：這里的麥克風(fēng)是用來進(jìn)行語音輸入的，還有一個(gè)喇叭的接口用來進(jìn)行語音播放。</p><p>　　SPCExx1A與周邊：這就是整塊板子的大腦，所有控制信息都是從這里發(fā)出的，那些周邊器件用來協(xié)助SPCExx1A單片機(jī)正常工作。</p><p>　　鍵控區(qū)：采用這幾個(gè)按鍵我們可以做一些簡單的試驗(yàn)，比如說當(dāng)板子里下載了復(fù)讀機(jī)的程序，按這幾個(gè)按鍵就可以分別用來進(jìn)行錄音、暫停和播放，如果下載了語音

43、萬年歷的程序，這幾個(gè)按鍵就可以用來設(shè)定初始時(shí)間和控制播放當(dāng)前時(shí)間等。</p><p>　　復(fù)位區(qū)：這里是由幾個(gè)簡單的電子元器件組成，當(dāng)按下這里面的按鍵后，單片機(jī)就重新開始工作，也可以說成是單片機(jī)里的程序從第一條開始重新運(yùn)行。</p><p>　　端口區(qū)：用于對外掛硬件的控制，或者獲取外部硬件的一些狀態(tài)以便SPCExx1A來進(jìn)行處理。</p><p>　　圖3-2

44、61板實(shí)物圖</p><p>　　3.4交通燈模組V3.0系統(tǒng)概述</p><p>　　交通燈模組V3.0包括一塊驅(qū)動電路板（交通燈模組V3.0_驅(qū)動板）和四塊LED板（交通燈模組V3.0_LED板）。</p><p>　　●LED板中每個(gè)方向提供四組交通LED燈（包括左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)、人行道四組），每組交通燈包括紅、黃、綠三個(gè)燈，可以實(shí)現(xiàn)交通的通行控制； <

45、/p><p>　　●LED板中每個(gè)方向提供兩個(gè)數(shù)碼管，可以實(shí)現(xiàn)100以內(nèi)的倒計(jì)時(shí)。</p><p>　　交通燈模組實(shí)物圖如圖 3.1使用時(shí)，直接用10pin排線連接驅(qū)動板的單片機(jī)接口和61板的I/O口即可使用。</p><p>　　交通燈模組實(shí)物圖如2-4所示：</p><p>　　圖 3-3交通燈模組實(shí)物圖</p><p&g

46、t;　　3.4.1注意事項(xiàng) </p><p>　　1．不要把61板的“+”、“-”與模組的“+”、“-”接反； </p><p>　　2．為了保證數(shù)碼管及LED燈的亮度，61板上的J5接口要選擇5V，推薦使用5V的穩(wěn)壓源給61板供電； </p><p>　　3．向驅(qū)動板上插（或者用排線連接）LED板時(shí)注意不要接反。 </p><p>　　4

47、系統(tǒng)硬件驅(qū)動模塊</p><p>　　4.1 SPCE061A最小系統(tǒng)</p><p>　　SPCE061A最小系統(tǒng)包括SPCE061A芯片及其外圍的基本模塊，其中外圍的基本模塊有：晶振輸入模塊（OSC）、鎖相環(huán)外圍電路（PLL）、復(fù)位電路（RESET）、指示燈（LED）等，如圖 4.1所示。</p><p>　　圖4-1 SPCE061A最小系統(tǒng)</p>

48、;<p><b>　　4.2 電源模塊</b></p><p>　　61板電源模塊電路如圖 4－2，SPCE061A的內(nèi)核供電為3.3V，而I/O端口可接3.3V～5V，所以在電源模塊（61板上）中有一個(gè)端口電平選擇跳線，如圖中的J5。 </p><p>　　圖4-2 電源模塊電路圖</p><p><b>　　4.3

49、LED板</b></p><p>　　LED板電路如圖4－4，LED板包含兩位數(shù)碼管U1、12個(gè)LED燈D1～D12和一個(gè)2×6的接口J1。其中，12個(gè)LED燈構(gòu)成2×6的連接方式，D1～D6的陰極連接到一個(gè)公共段G3上，D7～D12的陰極連接到一個(gè)公共段G4上。當(dāng)G3為低電平、a為高電平的時(shí)候就可以點(diǎn)亮D1；同樣，如果要點(diǎn)亮D10，只要使G4為低電平、d為高電平即可。使用時(shí)可以直

50、接通過J1口與驅(qū)動板連接。 </p><p>　　圖4-3 交通燈模組V3.0_LED板實(shí)物圖 </p><p>　　圖4-4 LED板電路</p><p>　　4.4 LED驅(qū)動電路 </p><p>　　如圖4－6，ULN2803是常見的驅(qū)動芯片，一片可提供8路的驅(qū)動信號（關(guān)于ULN2803的詳細(xì)資料，請參考ULN2803的DataShe

51、et），兩片ULN2803共16路，用來驅(qū)動8位數(shù)碼管及8組1×6LED燈（每個(gè)LED板上有兩組，4個(gè)LED板共8組，詳細(xì)參考LED板的電路圖）的陰極，其中U1為數(shù)碼管的驅(qū)動芯片，U2為LED燈的陰極驅(qū)動芯片；8個(gè)三極管Q1～Q8組成的共集電極電路用來驅(qū)動8位數(shù)碼管的段及LED燈的陽極。 </p><p>　　圖4-5 交通燈模組V3.0_LED驅(qū)動板實(shí)物圖</p><p>　　

52、圖4-6 LED驅(qū)動電路</p><p>　　4.5硬件連接步驟及流程</p><p>　　第一步：按照圖4－7所示連接硬件，連接好下載線或者Probe，打開電源。注意61板上的J5要選擇5V；LED板不要插反。如圖 4－7和圖 4－8為正確連接。 </p><p>　　圖4-7 61板上J5的選擇 </p><p>　　圖4-8 LED板

53、與驅(qū)動板的連接</p><p>　　第二步：在\\交通燈模組V3.0\DemoCode\Traffic路徑下雙擊打開Traffic.spj工程；Rebuild All工程，把工程下載到61板上； </p><p>　　第三步：全速運(yùn)行，這時(shí)候可以觀察四個(gè)LED板的數(shù)碼管和LED燈的變化，體驗(yàn)交通燈的控制順序。此時(shí)四個(gè)LED板數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)和LED燈的亮滅8種狀態(tài)循環(huán)進(jìn)行，如下： </p

54、><p>　　狀態(tài)1：如圖4－9，紅綠燈亮滅及數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)狀態(tài)為1S，1L，1-2P，3R，4R通行，路口1（J1）倒計(jì)時(shí)顯示24（表示直行和左拐通行時(shí)間），路口2（J2）倒計(jì)時(shí)顯示24（表示直行和左拐等待時(shí)間），路口3（J3）倒計(jì)時(shí)顯示49（表示直行和左拐等待時(shí)間），路口4（J4）倒計(jì)時(shí)顯示74（表示直行和左拐等待時(shí)間）。所有數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)路口2的數(shù)碼管顯示3時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)2。（1表示J1、2表示J2、3表示J

55、3、4表示J4，S表示直行，L表示左拐，R表示右拐，P表示人行） </p><p><b>　　圖4-9 狀態(tài)1</b></p><p>　　狀態(tài)2：路口1倒計(jì)時(shí)顯示03，路口2倒計(jì)時(shí)顯示03，路口3倒計(jì)時(shí)顯示28，路口4倒計(jì)時(shí)顯示53。此時(shí)1S，1L，1-2P，3R由綠燈變黃燈，2S，2L，2-2P，1R由紅燈變黃燈閃爍。繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，路口1倒計(jì)時(shí)到00后，從74開始

56、倒計(jì)時(shí)；路口2倒計(jì)時(shí)到00后從24開始倒計(jì)時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)3。 </p><p>　　狀態(tài)3：如圖 4－10，紅綠燈亮滅及數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)狀態(tài)為2S，2L，2-3P，4R，1R通行，路口1倒計(jì)時(shí)顯示74，路口2倒計(jì)時(shí)顯示24，路口3倒計(jì)時(shí)顯示24，路口4倒計(jì)時(shí)顯示49。</p><p><b>　　圖4-10 狀態(tài)3</b></p><p>　　狀態(tài)4

57、：路口2倒計(jì)時(shí)顯示02，路口3倒計(jì)時(shí)顯示02，路口4倒計(jì)時(shí)顯示27，路口1倒計(jì)時(shí)顯示52。此時(shí)2S，2L，2-3P，4R由綠燈變黃燈，3S，3L，3-4P，2R由紅燈變黃燈。繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，路口2倒計(jì)時(shí)到00后，從74開始倒計(jì)時(shí)；路口3倒計(jì)時(shí)到00后從24開始倒計(jì)時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)5。 </p><p>　　狀態(tài)5：如圖4-11，紅綠燈亮滅及數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)狀態(tài)為3S，3L，3-4P，1R，2R通行，路口2倒計(jì)時(shí)顯示74，路口

58、3倒計(jì)時(shí)顯示24，路口4倒計(jì)時(shí)顯示24，路口1倒計(jì)時(shí)顯示49。</p><p><b>　　圖4-11 狀態(tài)5</b></p><p>　　狀態(tài)6：路口3倒計(jì)時(shí)顯示02，路口4倒計(jì)時(shí)顯示02，路口1倒計(jì)時(shí)顯示27，路口2倒計(jì)時(shí)顯示52。此時(shí)3S，3L，3-4P，1R由綠燈變黃燈，4S，4L，4-1P，3R由紅燈變黃燈。繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，路口3倒計(jì)時(shí)到00后，從74開始倒計(jì)時(shí)

59、；路口4倒計(jì)時(shí)到00后從24開始倒計(jì)時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)7。 </p><p>　　狀態(tài)7：如圖4-12，紅綠燈亮滅及數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)狀態(tài)為4S，4L，4-1P，2R，3R通行，路口3倒計(jì)時(shí)顯示74，路口4倒計(jì)時(shí)顯示24，路口1倒計(jì)時(shí)顯示24，路口2倒計(jì)時(shí)顯示49。</p><p><b>　　圖4-12 狀態(tài)7</b></p><p>　　狀態(tài)8：路口4

60、倒計(jì)時(shí)顯示02，路口1倒計(jì)時(shí)顯示02，路口2倒計(jì)時(shí)顯示27，路口3倒計(jì)時(shí)顯示52。此時(shí)4S，4L，4-1P，2R由綠燈變黃燈，1S，1L，1-2P，4R由紅燈變黃燈。繼續(xù)倒計(jì)時(shí)，路口4倒計(jì)時(shí)到00后，從74開始倒計(jì)時(shí)；路口1倒計(jì)時(shí)到00后從24開始倒計(jì)時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)1，如此循環(huán)。</p><p>　　第四步：如果要自己設(shè)置各路口的通行時(shí)間，按61板上的KEY1鍵進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。按KEY1開始設(shè)置第一個(gè)（J1）LED板

61、的數(shù)碼管顯示的通行時(shí)間，此時(shí)第一個(gè)LED板的數(shù)碼管閃爍，KEY2為加1鍵，KEY3位減1鍵；設(shè)置完第一個(gè)，按KEY1鍵設(shè)置第二個(gè)LED板，設(shè)置方法和設(shè)置第一個(gè)LED板相同；設(shè)置完成后設(shè)置第三個(gè)、第四個(gè)，全部設(shè)置完成后，如果設(shè)置正確，按KEY1鍵后4個(gè)LED板的數(shù)碼管開始顯示，且其發(fā)光二極管進(jìn)行相應(yīng)指示；如果沒有設(shè)置正確，系統(tǒng)不會進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，這時(shí)候需要按KEY1鍵重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。 </p><p>　　注意：由于每個(gè)

62、路口只有兩位數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，所以無論是通行時(shí)間，還是等待時(shí)間，都不能超過99；一個(gè)路口的等待時(shí)間等于其他三個(gè)路口通行時(shí)間之和，如果相鄰三個(gè)路口設(shè)置的通行時(shí)間之和大于99，則設(shè)置錯(cuò)誤，需要重新設(shè)置，按KEY1會自動進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。 四個(gè)路口的通行時(shí)間可以設(shè)置相同，也可以不同。 </p><p>　　操作流程如圖4-13: </p><p>　　圖4-13 操作流程圖</p&

63、gt;<p><b>　　5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1.1主程序流程圖</p><p>　　本系統(tǒng)有兩個(gè)狀態(tài)：設(shè)置狀態(tài)和顯示狀態(tài)，設(shè)置狀態(tài)時(shí)通過鍵盤來設(shè)置4個(gè)路口的通行時(shí)間（默認(rèn)4個(gè)路口的通行時(shí)間相同，各為25s），被設(shè)置的路口數(shù)碼

64、管會閃爍顯示；顯示狀態(tài)中又分了東邊路口指示直行通行，南邊路口指示直行通行，西邊路口指示直行通行，北邊路口指示直行通行四個(gè)顯示狀態(tài)；四個(gè)路口數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 </p><p>　　主程序流程如圖 5-1所示：上電后為顯示狀態(tài)，系統(tǒng)按照默認(rèn)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，從東邊路口通行狀態(tài)開始，按照東、南、西、北的方式順序進(jìn)行；在顯示的過程中，如果有KEY1鍵按下，則進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。 </p><

65、p>　　設(shè)置狀態(tài)時(shí)，按KEY1進(jìn)入第一個(gè)路口的指示通行時(shí)間設(shè)置，按KEY2和KEY3進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后按KEY1切換到下一個(gè)路口設(shè)置，四個(gè)路口都設(shè)置完成后，先判斷設(shè)置是否正確，如果不正確，返回繼續(xù)設(shè)置。 </p><p>　　由于一個(gè)路口通行完成后，需要等待其他三個(gè)路口通行完成，所以等待的最大時(shí)間為其他三個(gè)路口的通行時(shí)間之和，如果其他三個(gè)路口的直行時(shí)間之和大于100，系統(tǒng)就認(rèn)為設(shè)置出錯(cuò)，這是因?yàn)閿?shù)碼管最多

66、顯示99。 </p><p>　　圖 5-1 主程序流程圖</p><p>　　5.1.2主程序說明</p><p>　　圖 5-1中，顯示狀態(tài)時(shí)，各路口的直行狀態(tài)，其實(shí)是圖 1-2通行示意圖四個(gè)通行狀態(tài)的其中一個(gè)狀態(tài)，所以這個(gè)狀態(tài)不但要允許直行通行，同時(shí)要允許圖 1-2中各狀態(tài)下其他方向通行。比如在東邊路口直行通行狀態(tài)下，事實(shí)上該狀態(tài)函數(shù)里，按照圖 1-2，應(yīng)該是

67、1L、1S、1-2P、3R、4R狀態(tài)，所以不但要允許東邊路口指示直行通行，也要允許東邊路口左拐和人行道指示通行，還要允許西邊和北邊路口右拐指示通行，程序段如下：</p><p>　　LEDShow(EAST_L,LeftGrn,StrtGrn,RigtRed,MansGrn); //東邊路口左拐、直行、人行道綠燈亮,右拐紅燈亮 </p><p>　　LEDShow(SOUTH_L,Left

68、Red,StrtRed,RigtRed,MansRed); //南邊路口全部紅燈亮 </p><p>　　LEDShow(WEST_L,LeftRed,StrtRed,RigtGrn,MansRed); //西邊路口左拐、直行、人行道紅燈亮,右拐綠燈亮 </p><p>　　LEDShow(NORTH_L,LeftRed,StrtRed,RigtGrn,MansRed); //北邊路口左拐

69、、直行、人行道紅燈亮,右拐綠燈亮</p><p>　　另外，在四個(gè)顯示狀態(tài)里，都調(diào)用了鍵盤掃描函數(shù)，如果KEY1按下，結(jié)束顯示狀態(tài)，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)。程序段如下：</p><p>　　iKey = KeyScan(); //取鍵值 </p><p>　　if(iKey==1) //判斷KEY1是否按下 </p><p><b>　　{

70、</b></p><p>　　DirFlag = 0; </p><p>　　status = 1; //是，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài) </p><p><b>　　}</b></p><p>　　這也是每次進(jìn)入一個(gè)顯示狀態(tài)前，先判斷是否為顯示狀態(tài)的原因。 </p><p>　　每個(gè)顯示狀態(tài)的直行

71、通行路口從設(shè)置好的通行時(shí)間開始倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)到0時(shí)，從其他三個(gè)路口的通行時(shí)間之和開始倒計(jì)時(shí)；其他路口正常減1倒計(jì)時(shí)。程序段如下：</p><p>　　while(status==SHOW) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　max = Snumset+Wnumset+Nnumset-1;//設(shè)置通行后的等待時(shí)間 &

72、lt;/p><p>　　DirFlag = EAST_G; //設(shè)置方向狀態(tài)標(biāo)志為東邊路口車輛直行通行狀態(tài)，EAST_G為EAST Green </p><p>　　Enum = Enumset-1; //東邊路口數(shù)碼管從Enumset（設(shè)置通行時(shí)間）-1開始倒計(jì)時(shí) </p><p>　　EastSTrough(); //進(jìn)入1L,1S,1P,3R,4R(通行25s)狀

73、態(tài)，該函數(shù)在DIGuser.c文件中定義 </p><p>　　if(status==SHOW) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　max = Wnumset+Nnumset+Enumset-1; //設(shè)置通行后的等待時(shí)間 </p><p>　　DirFlag = SOUTH_G; //設(shè)置

74、方向狀態(tài)標(biāo)志為南邊路口車輛直行通行狀態(tài)，SOUTH_G為SOUTH Green </p><p>　　Snum = Snumset-1; //南邊路口數(shù)碼管從Snumset（設(shè)置通行時(shí)間）-1開始倒計(jì)時(shí) </p><p>　　SouthSTrough(); //進(jìn)入2L,2S,2P,4R,1R(通行25s)狀態(tài)，該函數(shù)在DIGuser.c文件中定義 </p><p>

75、;<b>　　} </b></p><p>　　if(status==SHOW) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　max = Nnumset+Enumset+Snumset-1; //設(shè)置通行后的等待時(shí)間 </p><p>　　DirFlag = WEST_G; //

76、設(shè)置方向狀態(tài)標(biāo)志為西邊路口車輛直行通行狀態(tài)，WEST_G為WEST Green </p><p>　　Wnum = Wnumset-1; //西邊路口數(shù)碼管從Wnumset（設(shè)置通行時(shí)間）-1開始倒計(jì)時(shí) </p><p>　　WestSTrough(); //進(jìn)入3L,3S,3P,1R,2R(通行25s)狀態(tài)，該函數(shù)在DIGuser.c文件中定義 </p><p>

77、<b>　　} </b></p><p>　　if(status==SHOW) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　max = Enumset+Snumset+Nnumset-1; //設(shè)置通行后的等待時(shí)間 </p><p>　　DirFlag = NORTH_G; //

78、設(shè)置方向狀態(tài)標(biāo)志為北邊路口車輛直行通行狀態(tài)，NORTH_G為NORTH Green </p><p>　　Nnum = Nnumset-1; //北邊路口數(shù)碼管從Nnumset（設(shè)置通行時(shí)間）-1開始倒計(jì)時(shí) </p><p>　　NorthSTrough(); //進(jìn)入4L,4S,4P,1R,2R(通行25s)狀態(tài)，該函數(shù)在DIGuser.c文件中定義 </p><p&

79、gt;<b>　　} </b></p><p>　　*P_Watchdog_Clear = 0x0001; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　6 調(diào)試故障分析</b></p><p>　　1：上電后數(shù)碼管不顯示，LED燈也不點(diǎn)亮，為什么？ &

80、lt;/p><p>　　答：檢查交通燈模組的驅(qū)動板電源指示燈是否點(diǎn)亮，如果沒有點(diǎn)亮，切斷電源，檢查是否正負(fù)極接反。</p><p>　　2：驅(qū)動板電源指示燈亮，可是數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示不正常，或者發(fā)光二極管變化顯示，數(shù)碼管顯示亂七八糟。</p><p>　　答：可能由兩種情況造成：第一，交通燈模組和61板連接不正確，注意61板和交通燈模組驅(qū)動板的連接順序是J5接J9、

81、J6接J6、J7接J7；第二，LED板和驅(qū)動板的插接不正確，注意LED板和驅(qū)動板的插接順序?yàn)閳D 2.4。</p><p>　　3：數(shù)碼管和發(fā)光二極管的亮度很暗，不明顯。</p><p>　　答：首先確認(rèn)61板的J5是否選擇了5V，如果選擇，可能是電池盒供電不足，換新電池或者5V的穩(wěn)壓源即可解決。</p><p>　　4：按KEY1、KEY2、KEY3設(shè)置完成后，按K

82、EY1系統(tǒng)不會進(jìn)入倒計(jì)時(shí)顯示狀態(tài)，再按KEY1后，第一個(gè)LED板的數(shù)碼管又開始像設(shè)置狀態(tài)時(shí)那樣閃爍，為什么？ </p><p>　　答：設(shè)置錯(cuò)誤造成，一定有相鄰三個(gè)路口的設(shè)置數(shù)據(jù)之和大于100，重新進(jìn)入了設(shè)置狀態(tài)，注意由于每個(gè)路口只有兩位數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，所以無論是通行時(shí)間，還是等待時(shí)間，都不能超過99；一個(gè)路口的等待時(shí)間等于其他三個(gè)路口通行時(shí)間之和，所以相鄰三個(gè)路口設(shè)置的通行時(shí)間之和不能大于大于100。&l

83、t;/p><p><b>　　7全文總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我們的動手能力，并使我們更好地了解了交通燈的原理。經(jīng)過這段課題研究，我在選題、查閱資料、分析原理、故障處理以及畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書寫等方面，得到了系統(tǒng)的鍛煉。我對電子產(chǎn)品的開發(fā)持有濃厚的興趣，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也使我學(xué)到了很多電路知識、電腦知識以及相關(guān)軟件的知識，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)過程，

84、鞏固了我的理論知識，并提高了我理論知識運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]羅亞非，凌陽16位單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[2]薛鈞義，張彥斌，虞鶴松，樊波.凌陽十六位單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京航空航天出版社,2003.<

85、/p><p>　　[3]譚浩強(qiáng)，C程序設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,1999.</p><p>　　[4]石生，電路基本分析[M].高等教育出版社，2008.</p><p>　　[5] 沈鴻星.LED交通信號燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J].電子工程師，2004（03）.</p><p>　　[6] 姜榮，王琴.微機(jī)原理、匯編語言及接口技術(shù)[M].陜西：西

86、安交通大學(xué)出版社，2000.</p><p>　　[7] 沈鴻星.LED交通信號燈系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J].電子工程師，2004（03）.</p><p>　　[8] 肖業(yè)偉. 城市智能交通信號控制系統(tǒng)的研究[D].湘潭:湘潭大學(xué),2004.</p><p>　　[9] 凌陽科技.凌陽l6位單片機(jī)及其開發(fā)實(shí)例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.</p&

87、gt;<p>　　[10] DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer. [OL].www.maxim_ic.com.</p><p>　　[11] Porters can guide to pyroelectric detector.Ferroclectrics.[M]1981.</p><p>&l

88、t;b>　　致謝</b></p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對自己的動手能力有了信心。面臨就業(yè)，我將充分發(fā)揮我的主觀能動性和在學(xué)校學(xué)到的一切知識。為母校添光加瓦，為自己的前程奮斗！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，我深刻明白了理論知識與社會實(shí)踐相結(jié)合的道理，從總得到了以前書本知識所不曾得到的知識。更加明白了如今信息時(shí)代電子技能知識的重要性。增強(qiáng)了我對實(shí)際工藝技術(shù)、電子技術(shù)和設(shè)備技術(shù)等方面的認(rèn)識，掌

89、握了分析處理方法，調(diào)試、計(jì)算等基本技能的訓(xùn)練，具有一定程度的實(shí)際工作能力。</p><p>　　在此論文完成之際，謹(jǐn)向給予我指導(dǎo)幫助和關(guān)心理解的老師、同學(xué)及親友表示由衷的感謝！</p><p>　　首先衷心地感謝我的導(dǎo)師xxx本文從選題到完成，從理論上的探討到實(shí)際問題的解決，無處不飽含著陳老師的心血，陳老師的悉心指導(dǎo)和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺，在此論文完成之際，謹(jǐn)向陳老師致